活性炭吸附箱的CFD數(shù)值分析

 

 

活性炭吸附箱是濕法煙氣脫硫工程中常用的設(shè)備。因此，噴霧塔已成為***型火力發(fā)電廠濕法石灰石煙氣脫硫過(guò)程中的主導(dǎo)塔。實(shí)際運(yùn)行表明，塔內(nèi)復(fù)雜的流場(chǎng)是影響濕法煙氣脫硫效率的關(guān)鍵因素。對(duì)于噴霧塔反應(yīng)器而言，僅通過(guò)試驗(yàn)難以揭示塔內(nèi)的流動(dòng)情況，因此數(shù)值模擬對(duì)于理解噴霧塔煙氣的流動(dòng)規(guī)律和設(shè)計(jì)具有重要意義。

 

 

活性炭吸附箱的氣液分布嚴(yán)重影響系統(tǒng)效率的主要影響因素包括脫硫塔的氣液分布煙進(jìn)口模式,表面的傾角、分布和噴嘴噴霧裝置的***點(diǎn)(輻射半徑等)。

 

活性炭吸附箱脫硫過(guò)程中煙氣和漿液的吸收過(guò)程是典型的氣液兩相流動(dòng)過(guò)程。歐拉-歐拉法和歐拉拉格朗日法是兩種經(jīng)典的兩相流理論。歐拉——盡管激光粒子軌跡的方法模型(DPM)是一個(gè)著名的顆粒流體兩相模型,這是一個(gè)著名的顆粒流體兩相模型,它使用氣體湍流連續(xù)相由歐拉方程描述,盡管激光粒子跟蹤方程是用來(lái)描述一個(gè)離散的階段,粒子跟蹤描述離散相模型方程,和模型比其他兩相流模型是:它模擬了拉格朗日坐標(biāo)系下粒子間的碰撞過(guò)程。

 

 

將離散相分解為粒子，將描述運(yùn)動(dòng)的方程分為兩部分，即粒子間碰撞的力方程和流體對(duì)每個(gè)粒子的力方程。少用顆粒軌道模型,需要做假設(shè),一個(gè)離散相粒子根據(jù)其物理性能也直接,因此,方程形式是相對(duì)簡(jiǎn)單的微分方程,模擬復(fù)雜的經(jīng)歷(如粒子凝固,粉碎,如粒子凝固和破碎)粒子蒸發(fā)階段,粒子擺動(dòng)階段的蒸發(fā),揮舞著頭發(fā),燃燒和其他異構(gòu)反應(yīng)條件可以方便和簡(jiǎn)單,并避免了離散相的數(shù)值擴(kuò)散，但模型方程與離散相粒子是一一對(duì)應(yīng)的，因此計(jì)算量非常***，計(jì)算過(guò)程非常復(fù)雜。現(xiàn)在，由于粒子軌道模型已被Fluent所融合，其應(yīng)用正變得越來(lái)越廣泛。

 

 

 

FLUENT計(jì)算的基本假設(shè):

 

 

 

1. 一般情況下，進(jìn)入噴淋塔的煙氣經(jīng)集塵器處理，視為無(wú)粉塵的潔凈煙氣;同時(shí)，假定煙氣是一種不可壓縮的牛頓流體。

 

 

 

2. 煙氣流動(dòng)是三維穩(wěn)定的，湍流是各向同性的;

 

 

 

3.假設(shè)灌漿液滴為球形;

 

 

 

4. 吸收塔壁面為***熱;

 

 

 

5. 氣體與吸收液的反應(yīng)過(guò)程在料漿池上方區(qū)域基本完成，因此將表面設(shè)置為靜態(tài)，料漿池不包含在計(jì)算范圍內(nèi);

 

6. 將噴霧塔模擬區(qū)域設(shè)置為除霧器下端漿液池水平以上，設(shè)置漿液

 

為反射面，除霧器出口為等壓面;同時(shí)，忽略了噴嘴、噴霧層等部件對(duì)氣液兩相流場(chǎng)的影響。

 

 

 

計(jì)算步驟

 

 

 

1. 計(jì)算模型

 

建立DPM模型。

 

設(shè)置的參數(shù)和數(shù)量噴嘴噴射,噴嘴的位置是由三維直角坐標(biāo)的設(shè)計(jì)圖紙,和噴嘴的***點(diǎn)表現(xiàn)為一系列的***征參數(shù),如液體滴出口速度、噴射角和液滴***小分布。

 

采用Rosin-Rammler模型研究了離散相滴的粒徑分布。

 

 

 

2. 邊界條件

 

設(shè)置質(zhì)量流量入口和壓力出口的流量值、壓力值和溫度。邊界條件的設(shè)置與一般模擬沒(méi)有什么不同。

 

3.解決的策略

 

***先，不考慮離散項(xiàng)的計(jì)算，只計(jì)算瞬態(tài)流場(chǎng)。收斂后，加入離散模型得到***終結(jié)果。

 

 

 

4. 后處理